[發明專利]一種基于影像組學的腫瘤分型系統

有效

• 申請號: 201810566664.2
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108765411B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 栗偉;于鯤;馮朝路;郭志偉;王東杰;趙大哲
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/62;G06T7/11;G06T7/194;G06T7/66;G06T7/187
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

本發明提供一種基于影像組學的腫瘤分型系統，包括：病灶區域提取，用于提取病灶數據；異質區域提取，采用聚類方法提取出該病灶數據中所有的初始異質區域，然后根據類簇在圖像上的連通性和像素個數判定最后的聚類結果，找出多個異質區域；參數向量提取，提取每一個異質區的形態、狀態等參數；分型組提取，采用聚類方法對每一個異質區進行類簇劃分得到多個類別。新病灶分型判定，用來判斷新病灶每一個異質區分型屬于哪一類型。新病灶分型結果，用來輸出新病灶分型結果。本發明的腫瘤分型系統，其具有無創性、非介入、可重復等優點，且其分析對象基于全部病灶組織，信息全面性高。

技術領域

本發明屬于醫學圖像處理技術領域，具體涉及一種基于影像組學的腫瘤分型系統。

背景技術

隨著人類平均壽命的延長，癌癥對人類的威脅日益突出，已經成為我國城鄉居民的第一位死因。以乳腺癌為例，乳腺癌是指乳腺導管上皮發生的惡性腫瘤，為婦女最常見的惡性腫瘤之一，發病率為23/10萬，占全身各種惡性腫瘤的7～10％，發病高峰在45-55歲之間，且呈逐年上升的趨勢，尤其滬、京、津及沿海地區是我國乳腺癌的高發地區。乳腺癌篩查和早診制度的建立能有效降低死亡率，更得益于近年來不斷發展的分子生物學技術和綜合診療規范化水平的提高。

腫瘤分型是對腫瘤進行診斷、判斷預后、選擇治療方法以及進行各項研究的基礎，因此，建立準確有效的腫瘤分類體系是關鍵。迄今為止，腫瘤的分類主要還是以組織病理學為基礎的形態學分類(即：病理分型)。惡性腫瘤在分子水平上高度異質，形態相同的腫瘤其分子遺傳學改變未必一致，從而導致腫瘤的預后及對治療的反應差別很大。因此，研究者還提出了基因分型、臨床分型、免疫組化分型等方法，以便能更精確的判斷腫瘤的生物學行為、估計預后并選擇或研究更有針對性的個性化治療方法。常見幾種腫瘤分型劃分方法：

病理分型：根據病理分型將乳腺癌分為非浸潤性癌、早期浸潤癌、浸潤癌。國際WHO組織分類為非浸潤性癌和浸潤性癌。

基因分型：采用基因微陣列分析技術將乳腺癌分為Luminal A型、Luminal B型、HER-2過表達型、Basal-like基底樣型和Normal-like正常細胞樣型。

臨床分型：臨床常見的分類包括激素受體陽性、HER2/neu受體陽性、三陰性乳腺癌(ER、PR、HER2/neu均為陰性)。

免疫組化分型：根據ER、PR、HER-2和Ki-67進行分類為官腔上皮型、HER2過表達型和基底樣型。

乳腺癌是一類高度異質性腫瘤，組織學形態多種多樣。異質性腫瘤是指腫瘤在生長過程中，經過多次分裂增殖，其子細胞呈現出分子生物學或基因方面的改變，從而使腫瘤的生長速度、侵襲能力、對藥物的敏感性、預后等各方面產生差異。簡單說就是同一腫瘤中可以存在有很多不同的基因型或者亞型的細胞。因此同一種腫瘤在不同的個體身上可表現出不一樣的治療效果及預后，甚至同一個體身上的腫瘤細胞也存在不同的特性和差異。乳腺癌的異質性決定了各亞型特有的臨床病理學特點，也決定了各亞型的預后。乳腺癌的發生發展不僅在病理方面有異質性，在遺傳及基因表型等方面也有異質性，因此，病理類型結合免疫組化分型已成為目前乳腺癌診斷的常規手段。

雖然上述分類方法對乳腺癌的預后判斷和治療方案的選擇具有較高的指導價值，且基因表達譜和基因芯片為基礎的乳腺癌基因分型雖初步能反映腫瘤的生物學行為，但仍存在一定問題。乳腺癌異質性的存在，其在組織形態、免疫表型、生物學行為及治療反應上存在著極大的差異。臨床病理診斷，一般采用穿刺或手術活檢，不僅對身體造成創傷，還表現出一定的局限性，同區域病理形態可能不同，不同區域其分化程度可能差別很大；同理，乳腺癌異質性也可能使得通過基因芯片技術得到的分子分型和免疫組化法檢測結果不完全一致。因此，人們期待找到能夠通用的分型方法，以用于指導臨床，為解決腫瘤的異質性提供理論依據，為患者提供更好的個體化治療方案都具有非常重要的意義。

發明內容